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在工業控制系統中，通訊是整個系統設計的關鍵所在。紫金橋組態軟件支持的通訊方式主要分為以下幾種： 板卡通訊方式 串口通訊方式 以太網通訊方式 無線通訊方式 以下就這幾種方式作簡單的分析與比較 板卡通訊方式 板卡通訊即在控制系統中通過在上位機加裝板卡，由計算機為板卡分配一定的總線帶寬或中斷進行數據處理的一種通訊方式。 常見的板卡通訊方式主要是通過占用PCI總線或ISA總線的方式實現。其中PCI總線的通訊效率遠大于ISA總線，因此現在工業控制系統中PCI板卡的使用遠遠大于ISA總線的使用。 從采樣速率上考慮：由于板卡能直接與計算機內部總線進行通訊，其數據處理速度是所有通訊方式中速度最快的。典型應用如研華PCI高速采集卡，以及不斷發展完善的各類工業控制現場總線如PROFIBUS、DEVICENET等都是通過板卡方式實現高速采集的。 以國際應用最為廣泛的現場總線profibus為例，其現場儀表的數據刷新速率能達到100ms以內；研華的PCI-1714能達到30ms/s的采樣速率。 從成本上考慮：板卡方式的使用成本也相對低廉。 從通訊距離上考慮：普通的板卡抗干擾通訊距離為1~10m；如果采用現場總線，從理論上講profibus在使用中繼的情況下的最大值能夠達到96公里，但是由于必須使用專門設備工程造價就相對高昂。 紫金橋組態軟件支持的板卡主要有：研華、研祥、北京科日新、博碩、宏拓、康拓、橫河、天博、及中泰等廠家的部分或全系列板卡。 串口通訊方式 串口就是RS-232-C接口（又稱 EIA RS-232-C）是目前最常用的一種串行通訊接口。它是在1970年由美國電子工業協會（EIA）聯合貝爾系統、 調制解調器廠家及計算機終端生產廠家共同制定的用于串行通訊的標 準。它的全名是“數據終端設備（DTE）和數據通訊設備（DCE）之間 串行二進制數據交換接口技術標準”該標準規定采用一個25個腳的 DB25連接器，對連接器的每個引腳的信號內容加以規定，還對各種信 號的電平加以規定，現在常見的接口為9針連接器。 從通訊速率講：RS-232-C標準規定的數據傳輸速率為每秒50、75、 100、150、300、600、1200、2400、4800、9600、19200波特，現在最快能達到115200，典型的數據結構為（傳輸時隙+數據位+校驗位+停止位），同時還要考慮數據建立連接，數據請求等指令的傳輸，因此在實際應用中一個串口的通訊速度是相對較慢的。在數據量較大的系統中通常可考慮通過擴展串口卡的方式來進行數據的采集。 從通訊距離上講：由于RS-232-C標準規定，驅動器允許有2500pF的電容負載，通信距離將受此電容限制，例如，采用150pF/m的通信電纜時，最大通信距離為15m；若每米電纜的電容量減小，通信距離可以增加。 傳輸距離短的另一原因是RS-232屬單端信號傳送，存在共地噪聲和不能抑制共模干擾等問題，因此一般用于20m以內的通信。 在要求通信距離為幾十米到上千米時，廣泛采用RS-485 串行總線標準。RS-485采用平衡發送和差分接收，因此具有抑制共模干擾的能力。加上總線收發器具有高靈敏度，能檢測低至200mV的電壓，故傳輸信號能在千米以外得到恢復。 RS-485采用半雙工工作方式，任何時候只能有一點處于發送狀態，因此，發送電路須由使能信號加以控制。RS-485用于多點互連時非常方便，可以省掉許多信號線。應用RS-485 可以聯網構成分布式系統，其允許最多并聯32臺驅動器和32臺接收器。 在RS232或RS485設備聯成的設備網中，如果設備數量超過2臺，就必須使用RS485做通訊介質，RS485網的設備間要想互通信息只有通過“主（Master）”設備中轉才能實現，這個主設備通常是PC，而這種設備網中只允許存在一個主設備，其余全部是從（Slave）設備。例如在modbus網絡中最多可有1個主站和127個從站。 從成本和系統結構的組網的便捷性來講：由于串口通訊結構簡單，成本相對較低，發展較早，到目前為止串口通訊仍然是整個工業控制系統中應用最為廣泛的通訊方式。 紫金橋組態軟件不僅可以通過串口實現對PLC、智能儀表無紙記錄儀等設備的數據讀寫，同時也可以通過串口實現基于CS構架的分布式控制系統。 以太網通訊方式 以太網通訊即通過計算機以太網口與設備進行通訊。 從通訊速率來講：采用普通雙絞線的速率為一般為10Mbps，如果采用光纖通訊能達到1000Mbps。 從傳輸距離上講：以太網通訊幾乎沒有地域限制。 從成本上講：由于工業現場干擾較多，考慮抗干擾等因素，工藝用以太網設備售價比串口設備更高。 從組網方便性來講：由于以太網技術的不斷發展，現在以太網組網已經十分方便靈活了。借助hub，路由現場數據幾乎可以傳遞到任何地方。 紫金橋組態軟件不僅可以通過以太網實現對支持以太網通訊的設備的數據讀寫，而且也可以借由以太網實現基于B/S或C/S構架的分布式控制系統。 無線通訊方式 無線方式可以看作是以上3種方式的延伸，常見于數據源地理位置相對分散的場合。 常用的實現方式為集群電臺通信、GSM公用移動通信網通信，另外還有無線光通訊。 從通訊速率講：電臺和GSM的效率都相對低下，無線光通信則能達到最高2.5 Gbit/s。 從傳輸距離講： 電臺的通聯范圍受電臺的發射功率、接收靈敏度、金屬屏蔽、周邊環境，遮擋情況，高度，天線的種類以及天線與機器的匹配狀況，甚至空氣溫度濕度等因素影響，通訊距離主要集中在5km到60km之間。 GSM的通信距離則可以達到任何移動通信網絡覆蓋的范圍內。 無線光通訊則只要在收發兩個端機之間存在無遮擋的視距路徑和足夠的光發射功率，就可以進行通信，最遠可傳送4 km 從組網方便性來講： 無線通訊可以直接架設在屋頂，以及在江河湖海上進行通信，可以完成地對空、空對空等多種光纖通信無法完成的通信任務，而且無需埋設線纜，可以在幾小時內建立起通信鏈路，方便快捷，大大縮短了施工周期。 從成本上講： 無線通訊在數據源地理分散，通訊距離遠的工程中具有布線少，架設簡單，節約人力物力的優勢，成本亦相對低廉。 紫金橋組態軟件可以通過無線傳輸設備如GPRS或無限電臺等實現設備運行狀態的遠程監控。 以上僅僅就常見的通訊方式談了一些個人的看法及見解，不足之處甚多，望大家不吝指教。 |
